L’integrazione delle tecnologie è il valore aggiunto della quarta rivoluzione industriale per restituire competitività alle aziende manifatturiere italiane
Si sente insistentemente ripetere che la quarta rivoluzione industriale è ormai inarrestabile e rappresenta una formidabile occasione per il rilancio del manifatturiero italiano e del sistema produttivo nel suo complesso, che potrà riposizionarsi al meglio negli scenari competitivi globali.
Secondo la vision di Industry 4.0, le aziende diventano un sistema digitale unico e interconnesso, in cui ogni singola parte, in tempo reale, entra in rapporto in modo coordinato con gli altri elementi, attraverso lo sfruttamento massivo di ogni informazione.
Secondo l’indagine di Federmeccanica “Costruiamo insieme il futuro”, presentata il 21 novembre scorso (ne abbiamo dato conto nel numero di novembre/dicembre 2016 – ndr), in merito alla diffusione di “Industry 4.0” tra le imprese metalmeccaniche italiane, undici sono le tecnologie individuate come abilitanti e qualificanti, e tra queste riveste un ruolo di primo piano la meccatronica.
La meccatronica viene infatti vista, sia in ambito progettazione/produzione sia, più in generale, a livello di approccio, come una “chiave” che può aprire alle aziende prospettive molto rilevanti.
La “meccatronica” è una branca dell’ingegneria che coniuga sinergicamente più discipline quali l’Ingegneria Meccanica, l’Ingegneria Elettronica, l’Ingegneria Informatica, l’Ingegneria del Software, l’Ingegneria dell’Automazione e l’Ingegneria della Progettazione di Sistemi, allo scopo di realizzare un sistema integrato o sistema tecnico.
Inizialmente la meccatronica è nata dalla necessità di fondere insieme la meccanica e l’elettronica. Successivamente l’esigenza di realizzare sistemi tecnici sempre più complessi ha portato alla necessità di integrare anche le altre discipline. I principali campi di applicazione sono la robotica, l’automazione industriale, l’automotiv e gli azionamenti elettrici.
La meccatronica abbina tecniche di progettazione di sistemi meccanici, elettronici, informatici, software e controllo alla progettazione e alla realizzazione di macchine e prodotti. Ha quindi un’importante ricaduta sulla competitività di un’azienda. Progettare in un’ottica meccatronica significa non solo integrare tecnologie e soluzioni, ma anche sviluppare nuove metodologie gestionali e di utilizzo della conoscenza, che consentono di ottenere macchine più affidabili e di implementare servizi sofisticati e innovativi.
Ne conseguono miglioramenti delle prestazioni, processi più affidabili, precisi e con minor scarto. In generale un abbattimento dei costi di produzione e prodotti di migliore qualità.
Estendendo il concetto, anche tutti i sensori, i sistemi di ispezione, i robot e tutti i sistemi di automazione periferica sono, con la meccatronica, integrati da subito nel sistema di controllo, a patto di avere un unico ambiente di sviluppo in grado di gestire ogni parte dell’automazione e di sfruttare opportuni standard di interfaccia e di comunicazione.
E proprio la comunicazione è un aspetto fondamentale per il corretto sviluppo delle applicazioni meccatroniche. Con la giusta infrastruttura ogni dispositivo intelligente collegato può fornire dati importanti sul processo e sul proprio stato di salute. Queste sorgenti di informazioni, aggregate e rese disponibili a ogni livello di fabbrica, permettono di ottimizzare quel che succede in linea e di pianificare in modo conveniente la produzione e gli interventi di manutenzione. Con la quarta rivoluzione industriale le comunicazioni sono fondamentali per sfruttare tutte le potenzialità offerte dalla meccatronica. Tutti concordano che In un momento come quello attuale, in cui il sistema produttivo sta attraversando una fase delicata, le aziende, per continuare a competere con successo, debbano riuscire a sviluppare soluzioni ad alte prestazioni, flessibili e con costi sostenibili dal proprio mercato di riferimento. Perciò sarebbe fondamentale azzerare i costi derivanti dall’inefficacia del processo di sviluppo del prodotto, ossia occorrerebbe che le aziende sviluppassero sempre più prodotti/soluzioni che necessitano dell’integrazione e della simulazione di aspetti e componenti appartenenti a diversi ambiti, ossia meccanico, elettronico e informatico. Un altro degli aspetti che emerge tra le esigenze per arrivare a soluzioni sempre più competitive è proprio la necessità di gestire modifiche progettuali e adeguamenti degli impianti, per riuscire a prefigurare in modo certo ed efficace le variazioni prestazionali ottenibili con variazioni del progetto. In pratica, occorre avere chiaro quali siano i punti deboli da migliorare a partire dai prototipi.
Le prestazioni delle macchine non possono più venir stimate con approssimazione e poi verificate solo nelle fasi di collaudo. Le moderne tecniche di simulazione sono sempre più orientate ad avere un prototipo virtuale, che permette di interfacciarsi sia con gli strumenti di progettazione meccanica sia con le tecniche di modellazione, permettendo così di riprodurre l’interattività con la macchina durante lo sviluppo e la messa a punto del software di controllo. Con un prototipo virtuale si possono verificare interattivamente e razionalizzare le scelte progettuali per conseguire migliori prestazioni e incrementare il livello di flessibilità e robustezza operativa.
Questo concetto di meccatronica si è formato negli ambienti dell’automazione e della robotica come soluzione avanzata ai problemi della progettazione puramente meccanica. È tuttavia difficile quantificare il livello di diffusione della meccatronica nelle industrie manifatturiere del nostro paese
Ci ha provato, di recente, il centro studi Antares (un centro studi e di ricerche specializzato nell’analisi economica applicata) con un’analisi commissionata da Unindustria Reggio Emilia.
Antares ha individuato dapprima un insieme di settori che più verosimilmente possono contenere imprese meccatroniche e poi ha selezionato quelle aziende che presentano caratteristiche di struttura di impresa e di produttività tali da differenziarle da quelle della meccanica tradizionale.
Ha così stimato per l’Italia 72mila imprese con un totale di 713mila addetti, un fatturato di 200 miliardi di cui 50 miliardi di valore aggiunto. Il settore più rappresentato è quello dei macchinari e apparecchiature, con il 56% delle imprese. Le regioni a maggiore concentrazione di imprese meccatroniche sono Lombardia, Emilia-Romagna e Veneto.
A questo lavoro si affianca lo studio “Mappatura delle competenze meccatroniche in Italia”, realizzato dal Politecnico di Milano con la collaborazione di ANIE Automazione e Messe Frankfurt Italia, presentato il dicembre scorso a Milano nel corso del convegno “Cultura 4.0 – storie di automazione e non solo”. Lo studio ha analizzato l’andamento del settore dal punto di vista delle tecnologie abilitanti con lo sguardo rivolto all’innovazione delle aziende in ottica di industria 4.0 e smart factory, con focus posto sulle aziende situate nella cosiddetta “packaging valley” emiliana, ovvero nelle provincie di Modena, Parma, Reggio Emilia e Bologna. Ne è emersa una consapevolezza, da parte delle realtà produttive, delle potenzialità dell’industria 4.0.
